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浅谈沥青路面的预防性养护

2014-02-18王聪慧

城市建设理论研究 2014年5期
关键词:乳化预防性沥青

王聪慧

摘要:在国省道沥青路面的寿命期内进行合理、科学的养护,可以有效延长其使用寿命。本文阐述了国省道沥青路面预防性养护的必要性和重要性,着重介绍国内外广泛应用的预防性养护技术及其特点。

关键词:国省道预防性养护养护技术微表处

中图分类号: TU535文献标识码: A近年来大中修工程和文明样板路建设的大量实施,国省道公路路况质量有了很大的提升,特别是沥青路面技术指标及路况已经有了大幅度的提高,但随着时间的推移,沥青路面病害会逐步显现出来,如何保障公路的使用寿命和延长使用周期,确保养护效益最大化是国省道公路日趋紧迫的问题。

1、预防性养护的必要性和重要性

围绕建设与养护、维修与预防的关系,只有长期保持良好的路面使用性能,国省道道路建设的巨额投资才能充分发挥其投资效益,而长期保持国省道路面良好的技术状况必须有一个强有力的养护维修支持系统来保障,预防性养护实质上是一种周期性的强制保养措施,虽然预防性养护需要投入某些费用,但它是一种费用—效益比非常良好的养护措施。

2、沥青路面早期病害的表现

沥青路面的早期病害在国省道公路上表现为早期的微小裂缝,细料失落导致的露骨、磨光,沥青老化、基质损失、路面渗水等表面病害。这些病害如不能在早期处理而任其发展,则必然导致表面松散,或由于渗水而导致下层剥落以及深度车辙等严重的变形类病害,继而造成坑槽等结构性损坏,从而必须采用修复性的方法来进行路面维修。因此,寻求一种快捷、方便、成本合理的解决沥青路面早期病害的适用技术是养护工作中亟待解决的问题。

3、 沥青路面预防性养护内容和特点  3.1 养护时机合理沥青路面在其寿命周期内可分为三期:①建成投入使用开始,沥青逐渐被氧化、损耗;②沥青路面出现微小裂缝、小坑槽或脱皮现象;③路面出现较大面积裂缝,并贯通形成龟裂,最终出现结构问题。

预防性养护是对国省道公路路面采取的一种高标准的养护方式,要求在路面尚处于良好状态时,即路面处于第一阶段时开始采取保护性养护措施,把病害消灭在萌芽状态,使路面始终处于良好的服务状态。

3.2 养护周期规律预防性养护标准高,而路面使用性能随时间变化逐渐下降,必须周期性实施养护措施,即定期开展路况调查,采集路况数据,进行分析与评价,因此预防性养护具有明显的周期性,相对于其他路面类型养护,养护频率高。研究表明:沥青路面在一个寿命周期内实施6次以上全路面预防性养护,可取得良好的经济效果,同时保持路面较好的服务功能。  预防性养护对路面状况连续检测、评价3年后,获得一组连续数据,可以建立模型对路面使用性能各指标进行预测,对将来需要养护的路段及养护对策进行预测。通过评价与预测,考虑未来交通量的增长,对出现病害或预测即将出现病害的路段针对病因采取有效措施,做到治本治标,以防微小病害发生与恶化。所以预防性养护属于主动养护,体现了“预防为主,防治结合”的养护原则。  3.3 机械化程度高路面预防性养护离不开先进的检测手段。先进的检测手段效率高,不仅能满足预防性养护的检测频率,而且能保证检测数据的精度和科学性,处理数据、信息的能力也大大提高。目前国内外都非常重视国省道公路的检测效率和质量,已开发和应用集成检测技术,由1台专用车即可完成路面状况的各项检测。另外,路面预防性养护宜采用机械化的施工方法,以保证路面养护施工高效、优质、快速完成。  4、 常用的沥青路面预防性养护技术  4.1 稀浆封层技术 稀浆封层技术对于新、旧路面的老化、麻面、贫油、裂缝、光滑、松散等病害能起到预防和维修的作用,使路面的防水,抗滑,平整、刷磨性能迅速提高。近年来,由于稀浆封层施工的规范化、标准化,施工质量提高和成本的降低,稀浆封层已广泛应用于沥青道路的早期维修养护上。聚合物改性乳化沥青稀浆封层技术是一种采用高分子聚合物使乳化沥青改性的沥青路面铺筑技术。稀浆封层所用的材料是具有良好级配的集料和乳化沥青的混合物,由稀浆封层摊铺机拌和并铺设在路面上,稀浆固化后开放交通。该技术适用于路基基本稳定、路面出现不同程度的氧化、疲劳龟裂等病害的道路处理。稀浆封层能恢复路面的抗滑性能,并可部分恢复路面平整度,而且还可封水,防止表面裂纹和疲劳龟裂的扩散,具有快速、有效、成本低等优点,能较好地延长道路的使用寿命。  4.2 雾封层技术 当沥青路面正常使用几年后,路面开始出现轻微疲劳龟裂、损失细骨料的现象,并且其渗水性大大提高,路面水会经过裂缝或细骨料损伤处(露骨处)进入到沥青混合料中,这进一步加速了路面的损坏。这时路面基本完好,如果在这一时期不进行及时处理,会引起网裂、龟裂、坑槽等路面破坏,继而导致更为严重的破坏,造成养护时间和资金的浪费,同时也影响交通的畅通和经济的发展。  雾封层技术是将乳化沥青、改性乳化沥青以雾状喷洒在沥青路面上,封闭路面孔隙,修复路面老化,改善路面外观。雾封层技术的关键是要有高品质的乳化沥青喷洒设备和乳化沥青材料。

雾封层的作用机理:沥青在路面结构中受到日光(紫外线)、气温、降水和空气(氧)的综合作用,产生一系列物理和化学变化,其使用性能逐渐降低,称这种变化的过程为“老化”。老化的速度越快,耐久性越差,沥青层越容易产生各种病害,面层使用寿命缩短。老化后的沥青通过适当的技术措施,例如掺加再生剂使其恢复(甚至超过)原来的性能,即所谓的“再生”。沥青老化后,在化学组分含量方面的变化之一是沥青质增加,而再生剂的掺加则可使沥青质相对含量减少。  雾封层可以采用喷涂、滚涂、刮涂等工艺施工,涂层以两次为宜。基面清理后施工第一遍,保证涂料能充分渗入沥青表面的毛细孔,以封闭毛细孔,形成防水层,活化沥青层,改善表层沥青的性能;然后施工第二遍,确保遗漏的点和面涂上涂料。  雾封层一般用于轻度到中度细料损失或松散的道路,级配混合料出现松散时,雾封层可有效解决。无论是交通量小的道路还是交通量大的道路均可使用雾封层。雾封层可更新和保护旧氧化沥青路面,填补小型裂缝和表面空隙,使低温下的路面免受损害,加深沥青路面的颜色,加大沥青路面与标线的对比度,防止级配路面松散。  4.3 微表处技术 改性乳化沥青稀浆封层是一种由水质高分子改性乳化沥青与轧碎密集料、矿物填料、水和添加剂组成的表面处治层,特点是可以进行薄层摊铺,凝固快,施工后一小时内就可开放交通。

微表处技术是稀浆封层技术发展的高级阶段,是以高分子改良乳化沥青为粘结材料,并且以薄层工艺为主的冷拌混合料施工技术。这种技术采用专用机械设备将聚合物改性乳化沥青、粗细集料、填料、水和添加剂等按照设计配合比拌和成稀浆混合料,摊铺到原路面上,形成具有高抗滑和耐久性能的薄层,并能很快开放交通。微表处有良好的封水效果,可以有效防止路面水损害的发生和发展,扭转路面坑槽补不胜补的被动局面。

4.4 就地热再生技术为了节约宝贵的路用材料,以及减少铣刨下来的这些旧料对环境的污染,不少地方大力推广旧路用材料的再生利用,其中沥青就地热再生工艺由于与冷铣-厂拌再生工艺相比,减少了旧料运输费用以及厂拌再生一般须使用连续式拌和设备等原因,在国省道公路的养护与维修上,得到广泛的应用。就地热再生技术是利用就地热再生机组,在施工现场将旧沥青混凝土路面加热、翻松,通过喷洒再生剂、现场拌和后就地摊铺、碾压成型。它实现了旧沥青混合料的再利用;通过添加再生剂恢复了老化沥青的物理力学性能;通过再生工艺,可以治理路面表面层的病害。

5、结论

随着我国经济的飞速发展,人民生活水平和生活质量的不断提高,汽车的产量和销量都呈现增长的趋势,而只借助新建公路来扩张公路里程,并无法与当前社会的发展相适应,必须对现有公路进行科学的养护管理,转变养护观念,实现养护方式由传统型向科学化的转变,充分挖掘现有公路网的潜力,对公路沥青路面预防性养护技术的研究的探索,将有力完善对国省道公路的养护措施,加强养护管理的科学性,缓解现有公路网的通行压力。

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